Thayhienedu.com chia sẽ đến các bạn lý thuyết Sinh 12 Kết Nối Tri Thức
LÝ
THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 12
BÀI 16. TƯƠNG TÁC
GIỮA KIỂU GEN VỚI MÔI TRƯỜNG VÀ THÀNH TỰU CHỌN GIỐNG
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA KIỂU GEN VỚI MÔI TRƯỜNG
1. Sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường
- Kiểu
gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước môi trường; môi trường tham gia
vào sự biểu hiện của kiểu gen thành kiểu hình.
+ Sơ
đồ mối quan hệ: Kiểu gen + Môi trường → Kiểu hình.
+ Cơ
chế: Gen cung cấp thông tin (mã hóa protein) → Các protein tương tác với nhau
và với môi trường → Hình thành kiểu hình.
+ Môi
trường cung cấp nguyên liệu, năng lượng cho tế bào đồng thời cung cấp các tín
hiệu điều hòa biểu hiện gen.
- Điều
kiện môi trường có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự biểu hiện đặc điểm kiểu hình
của một kiểu gen (thường biến / mềm dẻo kiểu hình). Cùng một kiểu gen
nhưng trong các điều kiện môi trường khác nhau có thể cho ra những kiểu hình
khác nhau.
- Ví
dụ thực tế: Hoa phù dung (Hibiscus mutabilis)
có hoa màu trắng vào buổi sáng khi nhiệt độ thấp và ánh sáng yếu, nhưng đến buổi
chiều khi nhiệt độ tăng cao và ánh sáng mạnh, hoa chuyển dần sang màu hồng và đỏ
sẫm do sự thay đổi nồng độ chất cảm ứng sắc tố Anthocyanin dưới tác động của
nhiệt độ và ánh sáng.
2. Mức phản ứng
a. Khái niệm
- Mức phản ứng:
Là tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các điều kiện môi
trường khác nhau.
+ Mức
phản ứng do kiểu gen quy định, nên mức phản ứng có khả năng di truyền qua các
thế hệ.
+ Bản
chất của sự di truyền tính trạng là di truyền mức phản ứng của kiểu gen trước
môi trường. Các đặc điểm của cơ thể không trực tiếp di truyền từ thế hệ này
sang thế hệ khác.
- Phân
loại mức phản ứng:
+ Mức
phản ứng rộng: Thường gặp ở các tính trạng số lượng (năng suất, khối lượng, chiều
cao...) dễ thay đổi theo môi trường.
+ Mức
phản ứng hẹp: Thường gặp ở các tính trạng chất lượng (hình dạng hạt, tỷ lệ bơ
trong sữa...) ít bị biến đổi bởi môi trường.
- Ví
dụ thực tế: Các cây dâu tằm được nhân bản vô tính (có
cùng kiểu gen) khi đem trồng ở vùng núi cao có khí hậu lạnh thì lá nhỏ, dày;
khi trồng ở vùng đồng bằng ấm áp thì lá to, mỏng hơn để tối ưu hóa quá trình
quang hợp phù hợp với từng điều kiện khí hậu.
b. Vận dụng thực tiễn
- Trong y học:
Nghiên cứu mức phản ứng để điều chỉnh các yếu tố môi trường nhằm hạn chế sự biểu
hiện của các gen gây bệnh ở người.
+ Bệnh
phenylketonuria (PKU) ở người do đột biến gen lặn trên nhiễm sắc thể thường gây
ra, làm trẻ mất khả năng chuyển hóa amino acid phenylalanine thành tyrosine, dẫn
đến tích tụ chất này độc hại cho tế bào não, gây chậm phát triển trí tuệ.
+ Giải
pháp ứng dụng: Phát hiện sớm trẻ mắc bệnh di truyền này để áp dụng chế độ ăn
kiêng, hạn chế các thực phẩm chứa nhiều phenylalanine nhằm giảm thiểu tối đa
các triệu chứng của bệnh.
- Trong nông nghiệp:
Xác định mối quan hệ giữa "Giống" (kiểu gen) và "Biện pháp kỹ
thuật" (môi trường) nhằm nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi.
+ Giống
quyết định giới hạn năng suất (mức phản ứng); kỹ thuật chăm sóc (bón phân, tưới
nước, thời vụ...) quyết định năng suất thực tế đạt được trong giới hạn đó.
- Trong giáo dục và phát
triển thể chất: Cung cấp chế độ dinh dưỡng đầy đủ, cân đối
kết hợp vận động và môi trường học tập phù hợp để phát huy tối đa các tiềm năng
thể chất và trí tuệ do kiểu gen quy định.
II. THÀNH TỰU CHỌN, TẠO GIỐNG BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP LAI HỮU TÍNH
1. Khái quát về chọn, tạo giống vật nuôi, cây trồng
- Giống:
Là một quần thể sinh vật cùng loài, cùng nguồn gốc, có ngoại hình và cấu trúc
di truyền tương đồng, đồng nhất về các đặc tính di truyền và ổn định qua các
chu kỳ nhân giống.
- Quy
trình tạo giống bằng phương pháp lai hữu tính gồm các bước chính:
+ (1)
Tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau bằng cách tự thụ phấn (ở cây trồng) hoặc
giao phối cận huyết (ở vật nuôi) qua nhiều thế hệ.
+ (2)
Lai các dòng thuần chủng khác nhau với nhau để tìm tổ hợp lai cho năng suất, sức
chống chịu cao (hiện tượng ưu thế lai).
+ (3)
Nhân giống và chọn lọc ra các cá thể ưu tú nhất có tổ hợp gen mong muốn để làm
giống ổn định.
2. Một số thành tựu chọn, tạo giống vật nuôi
- Giống nội địa:
Bảo tồn và phát triển các giống đặc sản lâu đời có giá trị cao, tiêu biểu là giống
Gà Đông Tảo (Hưng Yên) nổi tiếng với cặp chân to xù xì, thịt thơm ngon,
hiện là giống quốc gia được bảo tồn.
- Giống nhập ngoại và lai
tạo:
+ Lợn Landrace
(Đan Mạch): Giống lợn hướng nạc nổi tiếng thế giới, được lai tạo và chọn lọc từ
giống lợn địa phương với giống Large White để đạt năng suất thịt cực cao.
+ Bò Blanc-Blue-Belgium
(BBB): Giống bò siêu thịt của Bỉ, có khả năng tăng trưởng
cơ bắp cao hơn 40% so với các giống bò bình thường nhờ chọn lọc tự nhiên đột biến
gen mã hóa myostatin (gen ức chế cơ bắp bị bất hoạt).
3. Một số thành tựu chọn, tạo giống cây trồng
- Lúa ST25:
Được vinh danh là "Gạo ngon nhất thế giới năm 2019".
+ Đặc
điểm: Kháng bệnh tốt, chịu mặn cao, hạt gạo thon dài, cơm dẻo và thơm mùi lá dứa
đặc trưng.
+ Nguồn
gốc: Được nhóm tác giả kỹ sư Hồ Quang Cua nghiên cứu và lai tạo phức tạp từ lúa
đột biến CD20 và các dòng lúa thơm đặc sản khác qua hàng chục thế hệ.
- Lúa Đài thơm 8:
Giống lúa chất lượng cao, được gieo trồng phổ biến ở vùng Đồng bằng sông Cửu
Long và Đông Nam Bộ nhờ đặc tính không bị đổ ngã, hạt gạo trong và cho cơm thơm
dẻo.
- Các giống cây ăn quả đặc
sản:
Nhãn lồng Hưng Yên, bưởi da xanh, cam sành, táo... được cải thiện năng suất và
chất lượng liên tục thông qua chọn lọc cá thể ưu tú từ các biến dị tổ hợp trong
tự nhiên.